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PERFECTIONNEMENTS AUX GENERATEURS DE VAPEUR
La présente invention a pour objet des générateurs de vapeur dont le volume intérieur,formé par un élément unique ou par plusieurs éléments reliés entrteux et tous soumis à une pression intérieure identique,sont agencés de telle manière que le processus d'évaporation s'opère dans une zone réduite du volume des dits générateurs.
Cette invention permet la réalisation de générateurs mise en pression rapide obtenue avec un apport calorifique réduit étant entendu toutefois que la source de chaleur doit être suffi- sante pour compenser les prélèvements calorifiques faits aux gé- nérateurs.
Dans certains cas aussi,la présente invention permet la réduction des pertes par rayonnement en permettant la localisatior de liquide à une température sensiblement inférieure à celle de vaporisation contre les parois extérieures des générateurs.
Dans certains cas aussi, la présente invention permet une alimentation aussi facile et régulière que celle des générateurs à grande inertie qui,si leur mise en pression doit être rapide, doivent être équipés d'un système de chauffage d'une puissance calorifique sensiblement supérieure à celle nécessaire à suivre les prélèvements calorifiques normaux faits aux générateurs.
Les dessins 1,2,3 et 4 donnent,à titre exemplatif et non limitatif,trois modes de réalisation de l'invention.
La Fig.l représente un générateur vertical chauffé élec- triquement.
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Ce générateur se compose d'un corps principal et unique pouvant être entouré d'un revêtement calorifuge non représen- té sur le dessin;d'une résistance chauffante 2;d'un fourreau 3 entourant à une certaine distance la résistance chauffante 2.Le fourreau 3 doit être aussi peu conducteur de la chaleur que pos- sible.Il peut,par exemple,
être constitué par deux viroleq métal- liques polies ou non rassemblées à leurs deux extrémités et entre lesquelles se trouve un matelas d'air ou d'un autre gaz à une pression quelconque.Ce matelas gazeux peut être remplacé en tout ou en partie par des matières solides ou liquides mauvaises conductrices de la chaleur.Le fourreau peut également être cons- truit avec ou sans cavité intérieure et en toutes autres matières ayant un indice de conductibilité calorifique aussi faible que possible.
Ce fourreau est agencé de telle manière qu'il permet à ses deux extrémités la communication normale de l'espace du gé- nérateur où se trouve l'élément chauffant et où s'opère la va- porisation du liquide avec l'espace du générateur constitué par l'extérieur du fourreau et les parois du générateur. Dans le cas du dessin 1,le fourreau 3 est simplement plus court que le corps du générateur l.Le même résultat peut être atteint par une per- foration ou un échancrage de l'une ou des deux extrémités du fourreau 3 ou par tout autre, moyen.
Le générateur peut être muni des accessoires habituels tels que manomètre,soupape de sûreté,vanne de vidange etc. non représentés sur le dessin.Le prélèvement de vapeur se fait en 5, l'alimentation en liquide,en 4.Le contrôle du niveau du liquide peut se faire par les moyens connus, soit par tube de niveau,soit par glace,soit par appareils électriques,magnétiques ou mécani- ques.Faoultativement peut être placée dans la partie haute du corps 1 ou du fourreau une masse perméable à la vapeur 6 des- tinée à retenir les particules de liquide qui pourraient être entrainées avec la vapeur lors des prélèvements de celle-ci.
A la mise en service d'un tel système,on observe que le liquide contenu dans la partie centrale du générateur s'échauffe
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beaucoup plus rapidement que celui contenu dans la partie périphérique séparée de la partie centrale par le fourreau jouant le rôle d'écran.
La densité du liquide variant avec la température de celui- ci}on peut également observer que le niveau de liquide dans la partie centrale du générateur est plus haut que le niveau du liquide dans la, partie périphérique du générateur alors que la marne pression règne dans l'ensemble du générateur.
Au fur et à mesure de l'abaissement du plan de liquide dans la partie centrale par suite des prélèvements de vapeur,le li- quide de la partie périphérique du générateur entre naturelle- ment dans la partie centrale où se fait l'évaporation.
Les Fig.2 # 3 représentent une chaudière horizontale chauf- fée au moyen d'un réchauffeur 8 incorporé parcouru par un fluide chaud Dans le cas des dessins 2 et 3 ce fluide chaud est engen- dré par un brûleur 7 dont les produits de combustion circulent dans le réchauffeur 8.
La Fig.2 est une coupe longitudinale et la Fig.3 une coupe transversale du générateur qui se compose d'un corps principal et unique 9 pouvant être entouré d'un revêtement calorifuge et être muni des accessoires habituels des générateurs de vapeur mentionnas plus haut dans la description relative à la Fig.1 et non sur les dessins 2 & 3.
Le ,réchauffeur 8 est entouré complètement ou partiellement par un écran 10 pouvant être en une ou plusieurs pièces.
Comme dans le cas de la Fig.1,cet écran délimite dans le générateur une zone .entourant l'élément chauffant 8.
Egalement comme dans le cas de la FiG.1,l'écran 10 doit permettre la libre communication par le haut et par le bas entra les deux z8nes délimitées dans le générateur.Dans le -cas des Fige 2 et ;,la communication inférieure entre les deux zones se fait par une ou plusieurs perforations ou échancrures 11.,
Comme dans le cas du générateur représenté par la Fig.l, on peut observer une température du liquide beaucoup plus éle- vée dans la zone entourant l'élément chauffant que dans la zône
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périphérique et un niveau de liquide plus élevé dans la zône entourant l'élément chauffant que dans la zone périphérique.
La Fig.4 représente un générateur se composant d'un corps principal 12 contenant l'élément chauffant 13 auquel est annexé un compartiment 14 maintenu en équipression avec le corps prin- cipal 12 par une ou plusieurs ouvertures 15 et 16.
Dans le corps principal 12 peut :se placer ou non un four- reau identique à celui mentionné dans la description de l'appa- reil suivant Fig.l.Ce fourreau n'est pas représenté dans la Fig.
4.
Le liquide contenu dans le compartiment annexe 14 ne parti- cipe pas au processus de l'évaporation exactement comme dans les cas illustrés par les figures précédantes en ce qui concerne le liquide contenu entre l'extérieur du fourreau écran et le corps principal du générateur.Dans ce compartiment 14 ou extérieure- ment à celui-ci mais en communication avec lui ou le corps prin- cipal 12 peut être installé un système d'alimentation automa- tique du générateur.
Dans le cas de la Fig.4,un flotteur 17 solidaire d'un le- vier coudé 18 muni à son extrémité opposée au flotteur 17 d'un obturateur 19 qui peut ouvrir ou fermer une tuyauterie 20 d'a- menée de liquide.
Bien entendu,on peut apporter différentes modifications à la construction du générateur et de ses organes intégrés ou an- nexés sans sortir du cadre de l'invention notamment '.en multi- pliant le nombre d'éléments chauffants ou en modifiant la posi- tion ou l'emplacement de ou des dits éléments chauffants.
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R E V E N D I C A T I 0 N S. l.-Générateur de vapeur caractérisé en ce qu'il se compose ,le un ou plusieurs éléments reliés entr'eux et soumis à une pres- sion intérieure identique dans lequel une zone de vaporisation d'un volume inférieur à celui du générateur entier est réalisée par un moyen quelconque tel que fourreau,écran ou même par un ou plusieurs éléments du générateur proprement dit.
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STEAM GENERATORS IMPROVEMENTS
The present invention relates to steam generators of which the internal volume, formed by a single element or by several elements connected together and all subjected to an identical internal pressure, are arranged so that the evaporation process takes place in a reduced area of the volume of said generators.
This invention allows the production of generators that are rapidly pressurized, obtained with a reduced heat input, it being understood, however, that the heat source must be sufficient to compensate for the heat withdrawals made to the generators.
In certain cases also, the present invention allows the reduction of radiation losses by allowing the localization of liquid at a temperature substantially lower than that of vaporization against the outer walls of the generators.
In certain cases also, the present invention allows a supply as easy and regular as that of generators with high inertia which, if their pressurization must be rapid, must be equipped with a heating system with a heat output substantially greater than that necessary to follow the normal calorific withdrawals made to the generators.
The drawings 1, 2, 3 and 4 give, by way of example and not by way of limitation, three embodiments of the invention.
Fig. 1 shows an electrically heated vertical generator.
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This generator is made up of a single main body which can be surrounded by a heat-insulating coating not shown in the drawing; of a heating resistor 2; of a sheath 3 surrounding the heating resistor 2 at a certain distance. sleeve 3 must be as little heat conductor as possible. It can, for example,
be made up of two metal ferrules, polished or not assembled at their two ends and between which there is a mattress of air or of another gas at any pressure. This gas mattress can be replaced in whole or in part by solids or liquids which are poor conductors of heat. The sheath can also be constructed with or without an internal cavity and of any other material having a heat conductivity index as low as possible.
This sleeve is arranged in such a way that it allows at its two ends the normal communication of the space of the generator where the heating element is located and where the vaporization of the liquid takes place with the space of the generator. consisting of the outside of the sheath and the walls of the generator. In the case of drawing 1, the sleeve 3 is simply shorter than the body of the generator 1. The same result can be achieved by perforating or indenting one or both ends of the sleeve 3 or by any other , way.
The generator can be fitted with the usual accessories such as pressure gauge, safety valve, drain valve etc. not shown in the drawing. The vapor is taken off at 5, the liquid supply, at 4. The liquid level can be checked by known means, either by level tube, or by ice, or by electrical, magnetic or mechanical devices. A vapor permeable mass 6 may be placed in the upper part of the body 1 or of the sheath 6 intended to retain the particles of liquid which could be entrained with the vapor during the samples of this one.
When such a system is put into service, it is observed that the liquid contained in the central part of the generator heats up.
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much faster than that contained in the peripheral part separated from the central part by the sleeve acting as a screen.
The density of the liquid varying with the temperature of the latter} it can also be observed that the level of liquid in the central part of the generator is higher than the level of the liquid in the peripheral part of the generator while the pressure marl prevails in the whole generator.
As the liquid plane in the central part decreases as a result of the vapor withdrawals, the liquid from the peripheral part of the generator naturally enters the central part where evaporation takes place.
Figs. 2 # 3 represent a horizontal boiler heated by means of a built-in heater 8 through which a hot fluid flows. In the case of drawings 2 and 3, this hot fluid is generated by a burner 7 whose combustion products circulate in the heater 8.
Fig. 2 is a longitudinal section and Fig. 3 a cross section of the generator which consists of a single main body 9 which can be surrounded by a heat-insulating coating and be fitted with the usual accessories of the above-mentioned steam generators in the description relating to Fig. 1 and not in the drawings 2 & 3.
The heater 8 is completely or partially surrounded by a screen 10 which may be in one or more parts.
As in the case of Fig. 1, this screen delimits in the generator a zone surrounding the heating element 8.
Also as in the case of the FiG.1, the screen 10 must allow free communication from the top and the bottom between the two z8nes delimited in the generator. In the case of Figs 2 and;, the lower communication between the two zones is made by one or more perforations or notches 11.,
As in the case of the generator shown in Fig. 1, a much higher liquid temperature can be observed in the area surrounding the heating element than in the area.
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peripheral and a higher liquid level in the area surrounding the heating element than in the peripheral area.
FIG. 4 shows a generator consisting of a main body 12 containing the heating element 13 to which is attached a compartment 14 maintained in equal pressure with the main body 12 by one or more openings 15 and 16.
In the main body 12 may or may not be placed a sleeve identical to that mentioned in the description of the apparatus according to Fig. 1. This sleeve is not shown in FIG.
4.
The liquid contained in the annex compartment 14 does not take part in the evaporation process exactly as in the cases illustrated by the preceding figures with regard to the liquid contained between the outside of the screen sleeve and the main body of the generator. In this compartment 14 or outside it but in communication with it or the main body 12 can be installed an automatic generator supply system.
In the case of FIG. 4, a float 17 integral with an elbow lever 18 provided at its end opposite the float 17 with a shutter 19 which can open or close a pipe 20 for supplying liquid.
Of course, various modifications can be made to the construction of the generator and of its integrated or annexed members without departing from the scope of the invention, in particular by increasing the number of heating elements or by modifying the position. or the location of said heating element (s).
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CLAIM 0 N S. l.-Steam generator characterized in that it consists of one or more elements connected together and subjected to an identical internal pressure in which a vaporization zone of a volume less than that of the entire generator is achieved by any means such as a sheath, screen or even by one or more elements of the generator itself.